预应力混凝土梁拱组合桥结构设计
第一章前言
我国自50年代中期开始修建预应力梁拱组合桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土梁拱组合桥的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁拱组合桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
本设计采用Dr.Bridge系统进行初步设计。Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规，充分利用现代计算机技术，符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。
本设计题目为如海河大桥上部结构设计，要求完成必要的毕业论文及总体布置图，主梁一般构造图，纵向预应力配筋图（含布置图与大样图），断面配筋图，预应力钢束材料数量表，主梁施工程序图等图纸。设计中用到了材料力学、结构设计原理、结构力学、桥梁工程等学科的诸多知识。同时还从图书馆借阅了大量参考书，力求在设计过程中尽量做到规、合理、清楚。此次设计使我所学的基础理论和专业技术知识更加系统、巩固、延伸和拓展，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义！
论文共分九章进行阐述，并配有多幅插图，力求更具说服力。限于本人水平和资料有限，设计中肯定存在诸多不足，敬请老师和同学多多批评指正！
第二章概述
2.1 设计依据及标准
2.1.1 设计标准
（一）技术标准
1）设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.5KN/㎡；
2) 设计行车速度（公里/小时）：80；
3）桥梁断面：
引桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.75m（波形护栏）+0.5m （中央分隔带）=总宽24m；
主桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.3m（金属护栏）+1.4m（中央分隔带）=总宽24m；
桥面横坡：行车道双向2%；
设计洪水频率:1/100;
m地震作用0.5，E2设计地震烈度：设防烈度7度(地震动峰值加速度为0.1g），3
地震作用0.7；
设计基准期：100年；
耐久性要求：按Ⅰ类环境控制；
结构混凝土耐久性的基本要求：最大水灰比0.55，最小水泥用量275kg/m3，最低混凝土强度等级C25，最大氯离子含量（%）0.3，最大含碱量（kg/m3)3.0。对于预应力混凝土构件中最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350（kg/m3),最低混凝土强度等级为C40。
设计安全等级：一级.；
（二）设计规
(1)部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
(2)部颁《公路工程抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）
(3)部颁《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004）
(4)部颁《公路圬工桥涵设计规》(JTG D61-2005)
(5)部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62-2004）
(6)部颁《公路桥涵地基与基础设计规》（JTG D63-2007）
(7)部颁《公路桥涵施工技术规》(JTG/TF50-2011)；
(8)部颁《公路勘测规》（JTG C10-2007)
(9)部颁《公路工程水文勘测设计规》（JTGC30-2002）
(10)部颁《公路勘测细则》(JTG -C10-2007)
(11)部颁《公路工程抗震设计规》（JTG 004-89)
(12)国颁《道路工程制图标准》（GB 50162-92)
(13)国颁《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2001)及第一号修改单
(14)部颁《公路桥涵钢结构及木结构设计规》（JTJ 025-86)
(15)《钢管混凝土结构设计与施工规》（CESC 28：90)
(16)国颁《混凝土结构耐久性设计规》（GB/T50476-2008)
(17)部颁《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规》（JTG/T B07-01-2006)
(18)部颁《公路桥梁钢结构防腐蚀涂装技术条件》（JT722-2008)
2.1.2 主要材料
混凝土
C50砼：主桥连续梁拱组合上部结构、引桥空心板梁、主桥边墩盖梁、桥面水泥砼铺装；
C40砼：主墩墩柱、边墩墩柱；
C40微膨胀砼：拱肋混凝土、主墩、边墩墩柱二次浇筑段；
C30砼：引桥桥台桩基、盖梁、主桥主墩、边墩承台、防撞墙；
（二）钢材
普通钢筋：采用HPB235钢筋和HRB335钢筋，其技术标准应符合GB1449.1-2008和GB1449.2007的要求；
钢板：采用Q235e、Q354、Q345qd钢板，其技术标准应符合GB/T700-2006及
GB/T1591-2008；
预应力筋：钢绞线采用Φ15.2，fpk=1860Mpa,其性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003技术标准的高强度钢绞线的要求；吊杆采用φ5mm集束高钢束，
fpk=1670Mpa应符合《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223-2002的要求；
（三）其它
1）锚具及管道成孔
预制箱梁锚具采用O V M型锚具及其配套的设备，管道采用金属波纹管，吊杆采用冷铸墩头锚；
2）支座
空心板采用G P Z板式橡胶支座；
连续箱梁采用G P Z(K Z)盆式橡胶支座；
（3）伸缩缝
采用F M伸缩缝；
2.1.3 桥面铺装
主桥为6cm现浇混凝土+10cm沥青混凝土；引桥为10cm现浇混凝土+10cm沥青混凝土；
2.1.4 施工方式
悬臂浇筑法挂篮施工；水箱压重法施工；拱肋分段吊装施工；
2.2 桥型及纵、横断面设计
2.2.1桥型布置及孔径划分
为缩短工期，提高行车的舒适性，并考虑经济要求和施工条件综合分析比较各类桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为33+55+33m，施工方法三跨连续梁采用对称悬臂浇筑法挂篮施工，钢管混凝土拱肋采用分段吊装，待钢管拱肋焊接完毕后，灌注混凝土。本桥分三跨（33+55+33m）。
采用预应力连续梁是因为其有如下特征：
1．均载弯矩最大值比简支梁可减小50%左右；
2．均载弯矩图面积比简支梁可减小2/3左右；
3．由于控制弯矩的减小，导致恒载的减小使桥梁自重更轻；
4．加续梁的根部厚度可以减小跨中正弯矩，是连续梁突出特征；
5．连续梁桥在一联中无伸缩缝，行车条件较好；
2.2.2 截面型式及截面尺寸拟定
（1）截面形式及梁高
采用变截面单箱三室截面，桥梁中心线处主墩支点处梁高3.1m，跨中、边墩支点处梁高1.8m，底梁下缘采用2次抛物线变化。
（2）顶板宽度与厚度
箱梁顶板全宽为24m，厚度为0.28m，设有2%的单向横坡，以往通常采用28cm，近年来已趋向于减小为25cm，这显然与箱宽和施工技术有关。
（3）底板宽度与厚度
底板厚度由梁端和跨中的0.25m渐变至桥墩横隔梁处约0.55m；以往通常采用
32cm(跨中)，逐渐向根部变厚，少数桥梁已开始采用28-25cm者，其厚跨比通常为
（1/140～1/160）·L,也有用到（1/200）·L者。
（4）腹板厚度
腹板厚度梁端和跨中为0.45m，主墩处为0.7m，在3号块及4号块由0.45m渐变至0.7m，渐变长度6m。应特别注意主拉应力的控制，近年来在腹板上出现较多斜裂缝的病害甚多，应予谨慎。增加箱梁的挖空率，减轻截面的结构自重，采用高标号砼，采用较
大吨位的预应力钢束，采用三向预应力体系等，无疑都是提高设计水平，获得良好经济效益的重要措施，但同时又必须合理地掌握好“度”，必须确保结构的安全度和耐久性。
（5）横隔梁（板）设置
在两端支点、两中支点、共设4道横隔梁，中跨在相应拱肋吊杆处共设置了9道横隔板。
（6）拱肋结构
拱肋采用钢管混凝土结构，采用矩形加圆角断面，宽130cm,高110cm，圆角半径30cm。钢管采用14mm厚Q345qd钢板焊接组成，灌C40微膨胀混凝土。拱肋吊杆间距统一采用5m，顺桥向共9排吊杆，每个吊点在横桥向采用两排吊索。吊杆采用φ
5mmOVMPES5-55平行钢丝成品索，标准强度1670Mpa,采用双层HDPE防护，锚具为冷铸墩头锚。
图2.1 主梁主墩横断面构造（单位：cm）
图2.2 桥中跨箱梁截面（单位：cm）
图 2.3 拱肋截面图（单位：cm）
2.3 毛截面几何特性
表1.1 毛截面几何特性计算结果
截面位置截面面积抗弯惯性矩中性轴高度截面高度边跨支点28.68737.135240.944 1.8
边跨跨中17.78068.29705 1.17 2.03
主墩处31.738634.9428 1.55 3.1
主跨l/4处17.35777.60518 1.13 1.97
主跨跨中26.99377.190190.947 1.8
拱脚处 1.052040.2617990.7 1.4
拱肋0.24949 2.73E-020.549 1.1
第三章力计算
力计算包括：恒载力计算、活载力计算、温度次力计算及支座沉降次力等计算。3.1 恒载力的计算
恒载力主要包括一期恒载力和二期恒载力的叠加。
3.1.1 施工方案施工顺序的确定
梁拱组合桥的力与应力状态，与形成结构的顺序及过程密切相关，不同的施工方案及施工顺序导致结构产生不同的受力状况。
1、施工方案：本桥设计主梁采用悬臂浇筑法挂篮施工，钢管拱肋采用分段吊装，然后灌注混凝土，最后吊杆拉。
2、施工顺序：施工顺序不仅要考虑结构受力的需要，还要考虑施工单位的机具、设备、技术、力量和桥址处的水文、地质、气象等因素。根据实际情况，本桥抓住枯水期抢出三主墩工程，再对称向两侧进行悬臂施工。下一个枯水期到来时在两边搭支架合拢边跨，再合拢中跨形成连续体系。最后对称进行桥面铺装工作。
3、在每个梁段悬浇过程中，应注意均衡对称施工，两端允许不均衡重为200kN，挂篮重（包括模板、人员、机具等）按800kN控制设计。
4、梁施工节段的划分。主要考虑下面几个因素：
（1）挂篮的承载力和抗倾覆稳定性。从目前国施工水平看，挂篮的承载不宜超过2000kN，节段长度不宜超过5m；
（2）大跨径的预应力混凝土连续梁，顶板钢束采用大吨位群锚体系，集中锚固在腹板承托上；
（3）梁段不宜过短，应满足预应力管道弯曲半径的最小直线段的要求；
（4）梁段划分的规格尽力减少，以利于施工。
5、钢管拱肋的吊装，应该两边对称吊装，最后进行中间段拱肋焊接合拢。
6、吊杆的拉，应该满足对称的拉方式，不同的施工顺序，会得到不同的成桥索力。
3.1.2 单元划分
全桥划分单元时，应综合考虑结构在施工过程中及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位于单元节点处。本设计为预应力混凝土梁拱组合桥，结合施工、使用中结构的受力特性及预应力筋束布置，全桥划分为115个单元，116个节点，单元的划分以桥梁的中线为对称轴，限于篇幅，这里仅示出左边半跨的划分单元，如图3.1所示。
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摘要：介绍了上海城市轨道交通明珠线特殊大桥-苏州河桥（25m+64m+25m）的三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥的设计特点，施工阶段划分及结构分析过程和施工难点处理措施。 关键词：钢管混凝土结构; 拱桥；设计与施工；徐变控制; 1 概述苏州河桥位于上海城市轨道交通明珠线跨越既有沪杭铁路苏州河桥桥位，与苏州河正交。桥梁需跨越苏州河及两岸的万航渡路和光复西路。河道通航标准为通航水位3.5m，ⅵ级航道，净宽20m，净高&=4.5m；两岸滨河路规划全宽20m（机非混行），其中机动车道宽8m；两侧非机动车道宽各3m；人行步道宽各3m；两岸滨河路机动车道净高&=4.50m，非机动车道净高&=3.50m，人行道净高&=2.5m。桥式采用25+64+25m三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥，桥梁全长114m，宽12.5m。外部结构体系为连续梁，即拱脚与桥墩处以支座连接，内部为由主纵梁、小纵梁和横梁及钢管混凝土拱肋的组合结构体系。 2 钢管混凝土拱桥设计 2.1桥型选择本方案设计的主导思想是在现有桥梁结构的技术水平发展的基础上有所创新，桥梁造型与周围环境相协调，桥式方案力求新颖独特，并充分体现现代化大都市的节奏与气派。拱桥是一种造型优美的桥型，它的主要特点是能充分发挥材料的受压性能，而钢管混凝土的特点是在钢管内填充混凝土，由于钢管的套箍作用，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。苏州河桥的桥型方案经过研究分析、结构优化及评估论证，最后采用25+64+25m飞鸟式钢管拱桥的设计方案。以抗压能力高的钢管混凝土作为主拱肋，以抗拉能力强的高强钢绞线作为系杆，通过边拱肋的重量，随着施工加载顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡主拱所产生的水平推力，最终在拱座基础中仅有很小的水平推力。拱脚与桥墩的连接由固接改为铰接，以避免由于轨道交通无缝线路产生的纵向水平力和温度应力引起拱脚过大的推力而导致拱脚处混凝土开裂，克服了拱桥对基础的苛刻要求。全桥总布置如图1： 2.2上部结构主桥为中承式拱桥，主拱理论轴线为二次抛物线，矢跨比为1:4，其中桥面以下部分采用c50钢筋混凝土结构，截面为带圆角的矩形截面。桥面以上部分采用钢管混凝土结构，钢管截面为圆端形，采用a3钢，钢管壁厚16mm，外涂桔红色漆，内填c55微膨胀混凝土。边拱矢跨比为1:7.4，理论轴线为二次抛物线，截面采用钢筋混凝土矩形截面，按偏心受压构件设计。拱上立柱采用圆形截面钢管混凝土立柱，下端与边拱肋固结，上端设聚四氟乙烯球冠形铰支座，与边纵梁铰接。主拱每侧设7根吊杆，间距约6.4m，吊杆采用挤包双护层大节距扭铰型拉索，吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护层（pe+pe桔红色），锚具为冷铸墩头锚。吊杆上端锚固在钢管混凝土拱肋内，下端锚固在横梁底部。主拱桥面以上部分共设三道一字型风撑，每侧边拱设三道横撑，主拱设一道横撑，以增加全桥的稳定性。拱座采用钢筋混凝土结构，每墩设两个拱座。通过横撑相连。拱座施工时应预先埋好立柱钢管、主拱及边拱伸入拱座内的钢筋，准确对位。桥面系为由边纵梁、横梁、小纵梁及现浇桥面板组成。边纵梁为箱形断面，边孔与边拱肋相接部分及中拱与边纵梁连接部分为矩形断面，采用c50级部分预应力混凝土结构，在恒载及自重作用下为全截面受压构件。横梁采用c50级预应力混凝土结构，全桥共设小横梁15片，端横梁2片，中横梁与边纵梁接合处2片。全桥共设四片小纵梁（全桥通长）与横梁固结在一起形成格构体系。桥面板采用c40级钢筋混凝土板，桥面板采用在格构系上现浇的方法处理。桥面板的钢筋布置应采取防迷流措施。桥面排水原则上采用“上水下排”，即横坡加导水槽方式，在桥梁横断面内设0.5%的横坡。承轨台每隔一定的距离断开，向两侧排水。桥面上部建筑设施包括混凝土道床及轨道、通信信号电缆支架、隔音屏、防噪柱及接触网腕臂柱。桥面布置有：聚氨脂防水层、0.5%双向排水
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。 除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
预应力混凝土梁拱组合桥 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 湖南科技大学
预应力混凝土梁拱组合桥结构设计 第一章前言 我国自50年代中期开始修建预应力梁拱组合桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土梁拱组合桥的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁拱组合桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。 本设计采用Dr.Bridge系统进行初步设计。Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规，充分利用现代计算机技术，符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，提高了用户的工作效率。 本设计题目为如海河大桥上部结构设计，要求完成必要的毕业论文及总体布置图，主梁一般构造图，纵向预应力配筋图（含布置图与大样图），断面配筋图，预应力钢束材料数量表，主梁施工程序图等图纸。设计中用到了材料力学、结构设计原理、结构力学、桥梁工程等学科的诸多知识。同时还从图书馆借阅了大量参考书，力求在设计过程中尽量做到规、合理、清楚。此次设计使我所学的基础理论和专业技术知识更加系统、巩固、延伸和拓展，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义！ 论文共分九章进行阐述，并配有多幅插图，力求更具说服力。限于本人水平和资料有限，设计中肯定存在诸多不足，敬请老师和同学多多批评指正！
第二章概述 2.1 设计依据及标准 2.1.1 设计标准 （一）技术标准 1）设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.5KN/㎡； 2) 设计行车速度（公里/小时）：80； 3）桥梁断面： 引桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.75m（波形护栏）+0.5m （中央分隔带）=总宽24m； 主桥：2×0.5m(防撞护栏）+2×10.5m（机动车道）+2×0.3m（金属护栏）+1.4m（中央分隔带）=总宽24m； 桥面横坡：行车道双向2%； 设计洪水频率:1/100; m地震作用0.5，E2设计地震烈度：设防烈度7度(地震动峰值加速度为0.1g），3 地震作用0.7； 设计基准期：100年； 耐久性要求：按Ⅰ类环境控制； 结构混凝土耐久性的基本要求：最大水灰比0.55，最小水泥用量275kg/m3，最低混凝土强度等级C25，最大氯离子含量（%）0.3，最大含碱量（kg/m3)3.0。对于预应力混凝土构件中最大氯离子含量为0.06%，最小水泥用量为350（kg/m3),最低混凝土强度等级为C40。 设计安全等级：一级.； （二）设计规 (1)部颁《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） (2)部颁《公路工程抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008） (3)部颁《公路桥涵设计通用规》（JTG D60-2004） (4)部颁《公路圬工桥涵设计规》(JTG D61-2005) (5)部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（JTG D62-2004） (6)部颁《公路桥涵地基与基础设计规》（JTG D63-2007） (7)部颁《公路桥涵施工技术规》(JTG/TF50-2011)； (8)部颁《公路勘测规》（JTG C10-2007) (9)部颁《公路工程水文勘测设计规》（JTGC30-2002）
连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术 发表时间：2019-01-25T11:34:07.943Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：侯磊 [导读] 摘要：连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一，对于软土地基的危害相对较小，因而受到更多的关注和应用。 四川铁科建设监理有限公司四川成都 611700 摘要：连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一，对于软土地基的危害相对较小，因而受到更多的关注和应用。在连续梁拱组合桥梁中，其上部结构承载负荷强度较大，对于整体桥梁工程质量具有至关重要的作用。因此，必须重视连续梁拱组合桥梁上部结构施工环节，不断创新和优化上部结构施工技术，严格保证桥梁工程质量达标。 关键词：梁拱组合；上部结构施工；施工关键技术 1 工程概况 某特大桥主梁为连续梁拱桥组合形式，跨径组合为63.4m＋136m＋63.4m，其中跨结构形式为钢管混凝土加劲拱。本桥梁体结构为单箱双室，拱轴线按二次抛物线变化（y＝-1/170x2＋0.8x）。中跨的两面均设有拱肋，其中点的间隔距离为12.9m。在拱肋中间，设有米字撑、K型撑与吊杆。其中，第一根吊杆和支点之间的距离为16m，其它为8m，所有吊杆都由呈平行状态的钢丝束构成。此外，为避免遭到人为破坏，还在与梁顶相距4m的位置，于吊杆外部保护套之外，安装厚度为1.0mm的钢管提供防护。 对于主拱而言，其拱肋采用钢管混凝土，每个主拱含有两个拱肋，钢管中点之间的距离为2m；所用混凝土强度等级为C55。此外，钢管之间还设有缀板，其间距当在拱脚周围时为1m，其它位置则均为0.6m。 2 连续梁拱组合桥梁上部结构施工过程中存在的问题 2.1 不合理受力 相较于其他类型的桥梁工程结构，连续梁拱组合桥梁的跨度相对较大，这对于桥梁的上部结构承载负荷提出了更高的要求。在连续梁拱组合桥梁上部结构的施工过程中，主拱和主梁受桥梁内部力量的影响较大，在长时间受压环境下往往容易受损或发生变形，如果在桥梁工程施工过程中，上部结构、特别是主体位置出现不合理受力，容易给桥梁工程造成损害，造成灾难性后果。 2.2 不良环境因素 连续梁拱组合桥梁施工技术相对其他单一结构的桥梁工程来说，复杂性往往较高，对施工技术要求也更高。连续梁拱组合桥梁工程上部结构在诸多环节和诸多区域需要大量使用混凝土材料，而混凝土材料容易受温度和湿度等环境因素影响，如果桥梁工程施工现场温差较大、雨天较多，再加上桥梁工程上部结构的施工周期较长，一旦对于混凝土材料管理养护工作不到位的话，容易破坏混凝土强度，影响桥梁施工效果。 3 连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术 本桥施工遵循先梁后拱的基本原则，是指在采用常规方法完成合龙之后，搭设支架，依次安装拱肋、支撑结构，再进行混凝土泵送。泵送完成，且混凝土实际强度为设计强度80%时，开始吊杆施工，对临时支架予以拆除，至此完成施工。 如前所述，本桥主梁为连续梁拱桥组合形式，跨径组合为63.4m＋136m＋63.4m，总长为264.3m。梁端和边支座中心之间的距离为 0.75m，中跨上的直线段和边跨处的梁高均为3.5m，而中支点位置上的梁高经抛物线变化至7.5m。底板厚度从最初的0.35m不断变化至 1.0m，采用直腹板，其厚度从跨中至支点呈折线形式变化。箱梁在支点位置共设四处横梁，中、边支点处的横梁厚度分别为4.0m和1.5m，在所有吊杆位置和中跨跨中都设置横隔墙，其厚度为0.35m。此外，无论是横隔墙还是横梁，都设有符合标准的过人孔。 本桥采用支架现浇方法的部位有0号块、1号梁段、2号梁段与拱座；其它则采用悬臂浇筑的方法。悬臂浇筑3号至13号梁段，在完成边跨合龙之后对14号梁段和15号梁段进行悬臂浇筑，再拆除悬臂挂篮，送除固结，进行中跨合龙。箱梁开裂一般由多种因素造成，可分成以下两类：箱梁直接受外部荷载影响使0号块产生变形；因基础发生沉降或支架出现较大变形而产生裂缝。控制由混凝土结构形变引起的开裂，应从提高抗侵蚀能力、抗裂能力及抗渗透性等方面入手，只有这样才能减少或避免裂缝的产生。在实际工作中，应切实做好以下几点： （1）在拼装好支架后，严格按照相关要求实施预压，根据后续建造过程中结构自重和模板重量，乘以1.2倍进行加载，以此消除由非弹性变形带来的不利影响。此外，如果地基情况较差，则要进行有效加固，确保地基强度能够达到基本要求，防止由于不良地质引起支架变形，进而造成主梁开裂。 （2）参考以往工程经验可以看出，绝大多数0号段无论是在施工时还是成桥后都承受很大支反力与弯矩，导致横隔墙所在位置产生较大应力而产生裂缝。针对这一问题，应在横隔墙处安装预应力束，同时在墙体两侧适合范围内增密钢筋，这样能提高墙体自身抗裂性，起到减少或避免开裂的作用。 （3）部分设计人员在进行全预应力箱梁分析时，未考虑到普通钢筋可能参与到受力，直接将所有普通钢筋都视作构造筋。大多以直径在10～12mm范围内的钢筋为主，因箱梁自身体积较大，而且还要承受很大的荷载与自重，但普通的光面钢筋无法和混凝土良好结合，加之直径偏小，难以抵抗温度应力，最终产生开裂。因此，在设计工作中，当条件允许时，应选用螺纹钢筋，并在不影响结构整体的前提下增大钢筋直径，以增强其抗拉性能，这样就能从本质上减少裂缝。 （4）如果0号段必须在高温天气下进行浇筑，则为了尽可能减少不利影响，避免开裂，应注重并做好以下要点：减小水灰比，适量添加减水剂，并减少用水量，但不能影响强度；拌和前对原材料进行降温处理；布置水管，通过冷水循环达到降温目的；在混凝土实际强度达到一定状态后，及时覆盖草席，同时洒水降温。 （5）如果0号段必须在低温天气下进行浇筑，则为了尽可能减少不利影响，避免开裂，应注重并做好以下要点：严格按照现行规范组织冬季施工；着重强化养护，采用吹热风等有效方式使混凝土的内外部温度差不超过10℃；必要时，适当延长养护的时间，确保强度得以完全形成。 （6）因0号块体积相对较大，需要通过分段浇筑才能成型，虽然这样有利于施工控制，但会增大开裂可能性，所以在条件允许的情况下，应一次浇筑成型。这就需要尽可能缩短浇筑时间。通过一次浇筑成型，能使混凝土同时形成强度，很好的避免了由于强度无法同时形成而产生裂缝。根据以上要点，本桥采用了以下措施来达到防止裂缝产生的目的：考虑到0号块中的管道与钢筋布置十分密集，故灌注与振捣必须分区负责，做到层层把关，同时要在初凝之前完成预定灌注任务；对于底板与腹板，均由人工喷洒水雾进行养护，通过养护能使内
钢管混凝土拱桥浅析 摘要 自1990年在四川旺苍建成了跨度115m的国内第一座钢管混凝土拱桥以来，钢管混凝土拱桥发展迅猛，短短20多年来全国已建成各类钢管混凝土拱桥达300多座，而且特别需要指出的是钢管混凝土拱桥经历了汶川大地震考验，表现出良好的抗震性能。本文就钢管混凝土拱桥的发展、刚架系杆钢管混凝土拱桥设计进行浅析。 关键字钢管混凝土拱桥；抗震性能；发展；设计；浅析 读完陈宝春编著的《钢管混凝土拱桥设计与施工》发现就和书中绪论里所描述的一样，这是一本关于钢管混凝土拱桥设计与施工的专著。课堂上张浩阳老师曾多次提及也花了不少时间向我们介绍了这种新型组合材料，钢管混凝土它作为钢—混凝土组合材料的一种，一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性，提高钢管的抗腐蚀性和耐久性，另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用，提高了混凝土的抗压强度和延性。将钢材和混凝土有机地组合起来，在施工方面，钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板，施工吊装重量轻，进度快，施工用钢量省。由于在材料和施工方法上的优越性，它不仅具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，还较好的解决的了修建梁桥锁需求的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大的诸多矛盾，是大跨度拱桥的一种比较合理的结构形式。本文本文将根据钢管混凝土拱桥在我国的应用情况，对钢管混凝土拱桥的发展和刚架系杆钢管混凝土拱桥结构的合理设计进行定向分析。 1 钢管混凝土拱桥组合材料的发展概况
钢管在土建工程中应用不久，钢管混凝土结构就得到应用。1879年英国赛文铁路桥桥墩采用了钢管混凝土桥墩，但当时空钢管内灌注混凝土的目的主要是为了防锈。1901年，Sewell.J.S.第一个发表文章报导了方形钢管混凝土柱的应用情况，认为钢管填充混凝土不仅能防锈还能提高其刚度和承载能力。1907年美国的Lally公司首次给出了圆管混凝土柱的安全承载能力公式，此后这种被称为Lally Golumn的圆形钢管混凝土柱在一些单层和多层房屋建筑中得以应用。20世纪初许多学者对这中种结构进行了一系列研究。 前苏联在30年代建成了跨越列宁格勒涅瓦河的101m钢管混凝土拱梁组合体系桥和位于西伯利亚跨径打140m的钢管混凝土桁拱。20世纪60年代前后,钢管混凝土技术在苏联、西欧、北美、日本等国家受到重视,并对其力学性能和设计方法进行大量试验研究和理论分析,取得丰硕成果。近些年来,美国、澳大利亚和日等国的学者,开始研究在钢管中填充高强混凝土形成的钢管高强混凝土构件的工作性能,并在这些工程结构中推广应用。 我国从50年代开始将钢管混凝土应用于桥梁。60年代，钢管混凝土在一些厂房柱和地铁工程中得到应用，80年代后期，泵灌混凝土工艺逐步完善，如泵送混凝土与高位抛落无振捣混凝土等新兴技术的出现，使现场管内浇灌混凝土工艺问题得到了解决，从而掀起了钢管混凝土结构的应用热潮。90年代以来，随着对大跨、高耸、重载结构需求的提高，钢管混凝土结构在高层和超高层建筑中得到了广泛应用，如重庆世界贸易中心、深圳赛格广场大厦等。目前,钢—混凝土组合结构已被列入国家科技成果重点推广项目,为进一步在实际工程中推广应用钢管混凝土结构创造了条件。目前在国内高层建筑和桥梁工程中，大部分的柱都采用了钢管混凝土结构。不仅其具有较好的延性，同时还能减少施工工期，节约使用空间，可以取得较好的经济效益和社会效益。总之,钢管混凝土结构适合我国的国情,解决了我国建筑工程20世纪50年代以来,长期存在而未能解决的胖柱问题,从而提高了建筑水平。可以预期,随着我国国民经济的迅速发展,在现代化建设事业中钢管混凝土结构作为一种新的结构形式，必然有着广阔的发展前景。 2 钢管混凝土的材料特点 按截面形式不同，钢管混凝土构件可分为圆形截面、方形截面、矩形截面和